Метаболические и молекулярно-генетические изменения в печени при интоксикации тетрахлорметаном

Введение. Токсический гепатит представляет собой сложное и многогранное заболевание, развитие которого опосредовано комплексом биохимических и молекулярно-генетических взаимодействий. Текущее понимание патогенеза токсического гепатита и как следствие его лечение основано на стандартизации фенотипа заболевания, часто без учёта метаболических нарушений внутри клеток.

Материал и методы. Экспериментальные исследования выполнены на белых аутбредных крысах-самцах с массой тела 200–220 г. В качестве токсиканта использовали 50% раствор ТХМ. Биохимические исследования проводили на фотометре лабораторном медицинском «Stat Fax 3300» с использованием клинических тест-наборов и контрольных материалов производства ООО «Вектор-Бест». Ткани печени для гистологического исследования были подвергнуты стандартной процедуре гистологической проводки и заливки в парафин. Срезы толщиной 5–7 мкм окрашивали гематоксилин-эозин. Анализ экспрессии генов проводили с помощью ПЦР-амплификации в режиме реального времени на приборе RotorGene (QIAGEN). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с использованием коэффициента корреляции Пирсона и однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Результаты считали достоверными при p < 0,05.

Результаты. В результате проведённого анализа корреляции экспрессии изучаемых генов и уровнем биохимических показателей обнаружено, что корреляция экспрессии генов Nfe2l2 и Gstm1 составляла r = 0,812 (р = 0,0001). Динамика экспрессии генов Chek, Gstm1, Gstp1, Nfe2l2 имела отрицательную корреляцию с показателем активности АСТ в сыворотке крови. А экспрессия генов Chek, Gclc, Gstm1, Nfe2l2, Ripk, Sod1 с показателем активности АЛТ в сыворотке крови. Через 72 ч экспрессия практически всех исследуемых генов приобрела разнонаправленный характер. И корреляция между показателями зачастую не определяется. Анализ связи уровня цитолизных ферментов с уровнем корреляции изучаемых генов показал, что через 72 ч корреляция наблюдалась у генов Gstm1, Hmox и Sod1 с уровнем АСТ и АЛТ.

1. Shah M.D., D’souza U.J., Iqbal M. The potential protective effect of Commelina nudiflora L. against carbon tetrachloride (CCl4)-induced hepatotoxicity in rats, mediated by suppression of oxidative stress and inflammation. Environ. Health Prev. Med. 2017; 22(1): 66. https://doi.org/10.1186/s12199-017-0673-0

2. Yang C., Li L., Ma Z., Zhong Y., Pang W., Xiong M., et al. Hepatoprotective effect of methyl ferulic acid against carbon tetrachloride-induced acute liver injury in rats. Exp. Ther. Med. 2018; 15(3): 2228-38. https://doi.org/10.3892/etm.2017.5678

3. Zhou C., Yin S., Yu Z., Feng Y., Wei K., Ma W., et al. Preliminary characterization, antioxidant and hepatoprotective activities of polysaccharides from Taishan Pinus massoniana pollen. Molecules. 2018; 23(2): 281. https://doi.org/10.3390/molecules23020281

4. Jeong T.B., Kwon D., Son S.W., Kim S.H., Lee Y.H., Seo M.S., et al. Weaning mice and adult mice exhibit differential carbon tetrachloride-induced acute hepatotoxicity. Antioxidants (Basel). 2020; 9(3): 201. https://doi.org/10.3390/antiox9030201

5. Ji L.L., Sheng Y.C., Zheng Z.Y., Shi L., Wang Z.T. The involvement of p62-Keap1-Nrf2 antioxidative signaling pathway and JNK in the protection of natural flavonoid quercetin against hepatotoxicity. Free Radic. Biol. Med. 2015; 85: 12-23. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2015.03.035

6. Chen H.W., Huang C.S., Li C.C., Lin A.H., Huang Y.J., Wang T.S., et al. Bioavailability of andrographolide and protection against carbon tetrachloride-induced oxidative damage in rats. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2014; 280(1): 1-9. https://doi.org/10.1016/j.taap.2014.07.024

7. Lee S.Y., Ko K.S. Effects of s-adenosylmethionine and its combinations with taurine and/or betaine on glutathione homeostasis in ethanol-induced acute hepatotoxicity. J. Cancer Prev. 2016; 21(3): 164-72. https://doi.org/10.15430/jcp.2016.21.3.164

8. Vaughn M.P., Biswal Shinohara D., Castagna N., Hicks J.L., Netto G., De Marzo A.M., et al. Humanizing π-class glutathione S-transferase regulation in a mouse model alters liver toxicity in response to acetaminophen overdose. PLoS One. 2011; 6(10): e25707. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0025707

9. Zarezade V., Moludi J., Mostafazadeh M., Mohammadi M., Veisi A. Antioxidant and hepatoprotective effects of Artemisia dracunculus against CCl4-induced hepatotoxicity in rats. Avicenna J. Phytomed. 2018; 8(1): 51-62.

10. Dadkhah A., Fatemi F., Ababzadeh S., Roshanaei K., Alipour M., Tabrizi B.S. Potential preventive role of Iranian Achillea wilhelmsii C. Koch essential oils in acetaminophen-induced hepatotoxicity. Bot. Stud. 2014; 55(1): 37. https://doi.org/10.1186/1999-3110-55-37

11. Hasanein P., Sharifi M. Effects of rosmarinic acid on acetaminophen-induced hepatotoxicity in male Wistar rats. Pharm. Biol. 2017; 55(1): 1809-16. https://doi.org/10.1080/13880209.2017.1331248

12. Acharya M., Lau-Cam C.A. Comparison of the protective actions of N-acetylcysteine, hypotaurine and taurine against acetaminophen-induced hepatotoxicity in the rat. J. Biomed. Sci. 2010; 17(Suppl. 1): S35. https://doi.org/10.1186/1423-0127-17-S1-S35

13. Lee J., Koo N., Min D.B. Reactive oxygen species, aging, and antioxidative nutraceuticals. Compr. Rev. Food Sci. F. 2004; 3(1): 21-33.

14. Мязин Р.Г., Снигур Г.Л., Емельянов Д.Н., Чернышова М.В. Фармакологическая коррекция экспериментального острого токсического гепатита. Журнал анатомии и гистопатологии. 2019; 8(1): 49-54. https://doi.org/10.18499/2225-7357-2019-8-1-49-54

15. Huang Q., Jin X., Gaillard E.T., Knight B.L., Pack F.D., Stoltz J.H., et al. Gene expression profiling reveals multiple toxicity endpoints induced by hepatotoxicants. Mutat. Res. 2004; 549(1-2): 147-67. https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2003.12.020

16. Шиндяпин А.В. Молекулярно-биологические основы контроля эндогенного метанола и формальдегида у млекопитающих: Автореф. дисс. … канд. биол. наук. М.; 2017

17. Merry T.L., Ristow M. Nuclear factor erythroid-derived 2-like 2 (NFE2L2, Nrf2) mediates exercise-induced mitochondrial biogenesis and the anti-oxidant response in mice. J. Physiol. 2016; 594(18): 5195-207. https://doi.org/10.1113/jp271957

18. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Молекулярно-клеточные механизмы инактивации свободных радикалов в биологических системах. Успехи современного естествознания. 2006; (7): 29-36